Какво е ядро ​​в ОС? Какви са видовете ядро?

Ядрото е централният компонент на операционна система (ОС). Той отговаря за управлението на ресурсите на системата и за предоставянето на услуги на потребителските програми. Има два вида ядро: монолитно и микроядро. Монолитното ядро ​​е единичен голям изпълним файл, който съдържа целия код на операционната система. Монолитните ядра обикновено са по-бързи и по-ефективни от микроядрата, но също така са по-трудни за проектиране и отстраняване на грешки. Микроядрото е малко, модулно ядро, което съдържа само кода, необходим за основната функционалност на системата. Микроядрата обикновено са по-гъвкави и по-лесни за проектиране и отстраняване на грешки от монолитните ядра, но могат да бъдат по-бавни и по-малко ефективни.

Всяка операционна система, независимо дали е Windows, Mac, Linux или Android, има основна програма, наречена Ядро който действа като „шеф“ на цялата система. Това е сърцето на ОС! Ядрото не е нищо друго освен компютърна програма, която контролира всичко останало. Всичко, което се случва на компютъра, минава през него. В тази публикация ще обсъдим какво е ядро ​​в OS и различните типове ядра.

Какво е ядро ​​в OS

Сега, след като знаем, че това е основната програма в ОС, трябва да знаем също, че това е първата програма, която се зарежда след буутлоудъра. След това извършва всички преговори между хардуера и софтуера или приложенията. Така че, ако стартирате програма, потребителският интерфейс изпраща заявка до ядрото. След това ядрото изпраща заявка до процесора, паметта за присвояване на процесорна мощност, памет и други неща, така че приложението да може да работи гладко на предния край.

Можете да мислите за ядрото като за преводач. Той превежда I/O заявки от софтуера в набор от инструкции за CPU и GPU. Просто казано, това е слоят между софтуера и хардуера, който прави всичко възможно. Ядрото управлява следното:

1. CPU / GPU
2. памет
3. I/O или I/O устройства
4. Управление на ресурси
5. Управление на паметта
6. Управление на устройството
7. системни повиквания.

Потребителските процеси имат достъп до пространството на ядрото само чрез системни повиквания. Ако програмата се опита да осъществи директен достъп, това ще доведе до грешка.

мениджър на парна библиотека

Сигурност и защита на ядрото

Ядрото също защитава хардуера. Ако няма защита, всяка програма ще може да изпълнява всяка задача на компютъра, включително да срине компютъра ви, да повреди данните и т.н.

В съвременните компютри сигурността е реализирана на хардуерно ниво. Например, Windows няма да зареди драйвери, които не са от доверен източник и са сертифицирани с подпис. Сигурно зареждане и надеждно зареждане са класически примери.

Приложението xbox се срива при стрийминг

Сигурно зареждане: Това е стандарт за сигурност, разработен от компютърната индустрия. Той помага да защитите вашата система от злонамерен софтуер, като предотвратява стартирането на неоторизирани приложения по време на стартиране на системата. Тази функция гарантира, че вашият компютър се зарежда само с помощта на софтуер, който е надежден от производителя на компютъра. По този начин, когато компютърът ви се стартира, фърмуерът проверява подписа на всяка част от софтуера за зареждане, включително драйверите на фърмуера (опционални ROM) и операционната система. Ако подписите са проверени, компютърът се зарежда и фърмуерът предава контрола на операционната система.

Надеждно зареждане: Използва виртуални Доверен платформен модул (VTPM), за да проверите цифровия подпис на ядрото на Windows 10, преди да го заредите. На свой ред той потвърждава всички други компоненти на процеса на стартиране на Windows, включително драйвери за зареждане, файлове за стартиране и ELAM. Ако файлът е променен или модифициран по някакъв начин, товарачът го открива и отказва да зареди, като го разпознава като повреден компонент. Накратко, той осигурява верига на доверие за всички елементи по време на зареждане.

Какви са видовете ядро

Ядрото може също да комуникира с хардуера по защитена линия. По този начин компаниите могат да разработят ядро, което може да взаимодейства с техния хардуер с помощта на набор от бутони. Вземете например пералня. В зависимост от това кои бутони движите и зададеното време - основно ниво на ядрото трябва да е достатъчно. Самите ядра обаче стават по-сложни с течение на времето, което води до типове ядра.

1. Монолитно ядро: Тук и операционната система, и ядрото работят в едно и също пространство на паметта и са подходящи там, където сигурността няма особено значение. Това води до по-бърз достъп, но ако има грешка в драйвера на устройството, цялата система се срива.
2. Микроядро: Това е съкратена версия на монолитното ядро, където самото ядро ​​може да свърши по-голямата част от работата и няма нужда от допълнителен GUI. Те трябва да се използват там, където сигурността и сривът на системата не съществуват или няма да възникнат.
3. Хибридно ядро: Това ядро ​​е това, което виждаме най-много. Windows, macOS от Apple. Те са смес от монолитно ядро ​​и микроядро. Той премахва драйверите, но запазва системните услуги вътре в ядрото - подобно на начина, по който драйверите се зареждат, когато Windows стартира процеса на зареждане .
4. Нано-ядро: Ако трябва да имате ядро, но повечето от неговите функции могат да се конфигурират външно, тогава това става очевидно.
5. Core Exo: Това ядро ​​предлага само защита на процеси и обработка на ресурси. Въпреки това, той се използва главно, когато тествате свой собствен проект и преминавате към по-добър тип ядро.

Ядрото е много повече от това, за което говорихме. Докато копаете по-дълбоко, определението за ядро ​​става все по-широко и по-дълбоко.

Надяваме се, че тази публикация е лесна за разбиране и ще ви помогне да разберете основите.